土壤微塑料污染现状范例6篇

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土壤微塑料污染现状

土壤微塑料污染现状范文1

关键词:外源砷;土壤;微生物;数量

中图分类号:X53文献标识码:A文章编号:0439-8114(2011)13-2636-03

Effect of Additional Arsenic on Numbers of Soil Microorganisms

SONG Wei-feng,DENG Qi,BIN Li-ying,XIONG Ru-yi

(Faculty of Environmental Science and Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China)

Abstract: Arsenic pollution of soil has been a quite serious problem in some areas of China. The impact of adding arsenic (the mass fraction was 0 mg/kg,500 mg/kg,1 000 mg/kg,2 000 mg/kg) on the change of soil microbial populations were studied under laboratory conditions. The results showed that the growth of auxohetertrophs was stimulated by adding low concentration of arsenic, but it was inhibited when increasing the concentration of arsenic. At the same concentration of additional arsenic, a stronger inhibiting effect was found on auxoautotrophs than on auxohetertrophs. Under the stress of arsenic, the microbial populations of auxoautotrophs and auxohetertrophs both decreased firstly and then increased.

Key words: additional arsenic; soil; microorganisms; populations

砷是自然界分布广泛的元素,其最初来源于土壤母质,主要受火山活动所影响,在地壳中自然含量较低,约为3 mg/kg[1]。矿冶是造成高浓度砷污染的主要原因,其操作过程中不可避免地产生含砷污泥,造成二次污染[2]。从20世纪开始,高浓度砷对地下水的污染就一直危害着全球21个国家和地区的人们,其中受影响人数最多的国家是孟加拉国,大约有20万~27万人因饮用受砷污染的水而死于癌症[3]。在我国局部地区,由矿冶和化工活动造成的土壤砷污染也相当严重,有的地区土壤砷浓度高达

5 070 mg/kg[4]。砷已被国内外列为优先控制的污染物,土壤的砷污染和防治一直是国际上的研究难点和热点领域。在土壤中,微生物种类很多,由于它们各自具有不同的生理习性,故能产生各种不同的作用[5]。土壤中微生物生存条件的差异,使得土壤中微生物群落的组成和数量发生相应的变化[6,7]。已有研究发现,在长期受砷污染的土壤中,微生物的生物量显著下降,一些敏感性种群数量下降或消失,而一些耐砷强的种群则得以生长和繁殖[8]。

微生物群落的组成和数量变化必将影响到土壤的功能,而耐砷菌的大量生长对砷价态和形态的变化也必将产生作用。因此,外源砷对土壤微生物数量影响的研究是一项基础工作,对于研究砷在土壤中的转化、迁移具有重要意义。本研究通过室内试验,研究了外加砷源对土壤微生物相对数量的影响,总结出关于不同浓度的砷促进与抑制土壤中微生物生长的变化规律。现将结果报道如下。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1样品来源土壤样品有3个,样品1来自广东省肇庆市鼎湖山自然保护区,在自然条件下,该样品污染少,能减少各种试验干扰因素,其自然含砷量为4.38 mg/kg。因《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)中一级标准规定砷的含量在15 mg/kg以下,所以所取土壤可以视为代表性较强的未受砷污染的土壤。样品2取自广东省北部某市受砷严重污染的土壤,其周围只有蜈蚣草得以生存,总砷为

7 532.63 mg/kg,视为受砷严重污染土壤。样品3取样自距离受砷严重污染点2~3 km处的茶场,其土壤总砷含量为45.68 mg/kg,视为受砷微污染土壤。

1.1.2培养基①自养型无机盐培养基:无机盐培养基+酵母0.1 g/L、NaHCO3 0.5 g/L。用于土壤样品1的试验。②异养型无机盐培养基:无机盐培养基+酵母0.5 g/L、乳酸钠5 mmol/L。用于土壤样品1、2、3的试验。③10% LB+葡萄糖培养基:蛋白胨1.0 g/L、酵母抽提物0.5 g/L、NaCl 0.5 g/L、葡萄糖2.0 g/L,用于土壤样品2、3的试验。

无机盐培养基:Na2SO4・10H2O 0.07 g/L,(NH4)2SO4 0.10 g/L,KCl 0.05 g/L,MgCl2・6H2O 0.04 g/L,

CaCl2・2H2O 0.05 g/L,KH2PO4 0.17 g/L,琼脂 20 g/L,微量元素 1 mL/L,维生素 5 mL/L。

1.2试验方法

1.2.1土壤样品驯化与保存土壤样品1:挑出石块和植物残渣后,研磨过筛,四分法取样,每份取400 g,共取4份,分别放置于4个塑料保鲜盒中,其中1份作为空白。另外称取已研磨成粉末状的NaAsO2 200、400、800 mg各1份分别溶解于145 mL去离子水中,分别加到另外3份土样中,用消毒后的竹筷搅拌使其充分混合,放置于带盖的小保鲜盒内,使得土壤含NaAsO2量分别为0、500、1 000、2 000 mg/kg[9]。存放于实验室(室温)进行培养驯化,为期90 d。期间每隔一周查看土壤情况,若缺水,则及时添加去离子水。土壤样品2、3:挑出石块和植物残渣,研磨过筛,四分法取样后放置于4 ℃冰箱保存。

1.2.2样品稀释液的制备称取待测样品1 g,放入装有99 mL去离子水和几颗小玻璃珠的已灭菌三角烧瓶中,放置于摇床上振荡培养(室温、180 r/min)3 h[10],使微生物细胞分散;再用移液枪吸取,制成10-3、10-4、10-5、10-6、10-7等一系列稀释菌液。

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1.2.3涂抹平板计数法将培养基加热熔化后倒入无菌平板中,待凝固后编号,每一号码设置3个重复。然后按无菌操作要求,用移液枪吸取100 μL菌液,对号接种在不同稀释度编号的琼脂平板上。再用涂布棒将菌液均匀涂抹在平板上,每次涂抹时需先将涂布棒灼烧灭菌。将涂抹好的平板倒置放于28 ℃恒温培养箱中培养,直至长出菌落后进行计数。将培养皿取出后用细菌计数器进行菌落计数,计算方法为:每克样品的菌数=同一稀释度的菌落平均数×10×稀释倍数;每克干土中菌数=(菌落平均数×稀释倍数)/干土重×10。

2结果与分析

2.1外源砷对经驯化后的无污染土壤中的微生物数量影响

试验中的干土重是通过湿土在105 ℃烘箱中烘干后得到的,按NaAsO2浓度递增顺序,添加不同浓度NaAsO2进行驯化的每克湿土壤的干土重分别为0.804、0.755、0.886、0.826 g。土壤驯化后,在不同的外源砷浓度下,微生物数量见图1、图2。由图1、图2可知,每克干土中,自养型微生物在空白对照土壤中的数量最多,为9.3×107个;其次为含NaAsO2

2 000 mg/kg的土壤,有3.3×107个;接着是含NaAsO2500 mg/kg的土壤,有2.1×107个;含NaAsO2

1 000 mg/kg的土壤最少,为2.5×106个。每克干土中异养型微生物的数量最多的是含NaAsO2 500 mg/kg的土壤,有2.8×108个;其次为空白对照土壤,为7.1×107个;再者为含NaAsO2 2 000 mg/kg的土壤,有5.6×107个;最少的是含NaAsO2 1 000 mg/kg的土壤,为1.8×107个。

对图1和图2进行对比发现,未添加外源砷前,自养型微生物和异养型微生物在土壤中的数量相差不大,每克干土中分别有9.3×107、7.1×107个。但当加入不同浓度的外源砷后,砷对自养型微生物有明显地抑制作用。3个浓度梯度下的自养型微生物数量均低于异养型的,反映出砷对自养型微生物的抑制作用大于其对异养型微生物的作用,从另一个侧面也说明异养型微生物的抗砷能力更强。此外,异养型微生物数量在外源砷添加浓度为500 mg/kg时出现了明显的增加,这表明低浓度砷对异养型微生物生长有刺激促进作用,随着浓度的增加,又表现为抑制作用。在相同的外源砷浓度下,砷对自养型微生物有更强的抑制作用。但无论是自养型还是异养型,在砷的抑制作用下,微生物数量均表现为先减少后增加的趋势,这说明不适应砷的微生物先大量减少或灭绝;当外源砷的浓度达到

2 000 mg/kg时,能适应环境存活下来的耐砷菌便开始大量繁殖,表现为微生物数量的增加。

2.2外加砷对已受砷污染土壤的微生物数量的影响

由图3可知,在无砷的有机培养基中,微污染土壤的微生物数量高于受砷严重污染区土壤的。而当向其中加入外源砷后,微污染土壤的微生物数量明显减少;而长期在高浓度砷土壤中的微生物数量却不减反增。

在研究外源砷对未受砷污染土壤中的微生物数量影响的同时,也对受砷污染土壤的样品进行调查。这种调查除了可以反映调查土壤的微生物数量受砷浓度影响而变化外,还可以和未受砷污染土壤的微生物数量的变化作对比。在无砷的有机培养基中,受砷严重污染的土壤中微生物数量比微污染土壤中的要少,这是由于受砷严重污染的土壤中,砷抑制了某些微生物的生长和繁殖,而离污染区2~3 km处的茶场土壤受砷污染较少,因此不抗(耐)砷的微生物则能生长。随着外源砷的加入,微污染土壤的微生物数量急剧下降,这是因为茶场土壤的微生物在遇到含砷的培养基,特别是含砷较高的培养基时,出现大量死亡或生长不起来,因此数量大大下降;而含高浓度砷土壤中的微生物数量却不降反升,这是因为受砷严重污染区土壤中本身含有大量的抗(耐)砷菌,砷成为抗砷菌生长所必需的元素,因此微生物的数量大大增加。

3结论

在不同的砷浓度下,砷在3种土壤中对微生物的生长既有促进作用,也有抑制作用;主要表现为土壤中微生物的数量会随着砷浓度的变化而变化。在砷的抑制作用下,随着砷浓度的增加,微生物数量均表现为先减少后增加;不适应砷的微生物首先大量减少或灭绝,而后当土壤中的砷浓度达到某一较高浓度后,能适应环境存活下来的耐砷菌便开始大量繁殖,表现为微生物数量的增加。

外源砷对土壤微生物数量影响的研究只是一项基础工作,后续的工作包括:结合砷对土壤中微生物数量的影响规律,利用PCR-DGGE手段进一步探讨其对微生物种群结构的影响,筛选出具有抗砷、耐砷能力的菌种;分别在不同的外源砷浓度下,研究砷对土壤中的自养、异养型微生物的促进和抑制机制;将微生物、植物修复两者结合起来,在两者的协同作用下,研究砷的降解与吸收特性及两者的协同机制。这些工作还需要进行进一步的深入研究。

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土壤微塑料污染现状范文2

关键词:农业面源污染;现状;对策;清流县

中图分类号 X71 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2017)13-0105-02

在农业生产过程中,农药、化肥、地膜等农用物资的不合理和过量使用,畜禽粪便的任意排放以及农村生活垃圾等废弃物造成的对水体、土壤、生物和大气污染的趋势令人担忧。由于农业生产活动的广泛性和普遍性,造成农业面源污染具有涉及范围广、随机性大、隐蔽性强、不易监测、难以量化、控制难度大等特点,目前已成为影响农村生态环境质量的重要污染源,对人居环境产生危害,严重影响人们身体健康。农业面源污染现已成为现代农业发展的瓶颈,治理农业面源污染刻不容缓。

1 清流县农业面源污染现状

清流县地处福建省西部,武夷山南侧,九龙溪上游,东临永安市,南接连城县,西北与宁化县毗邻,东北与明溪县接壤。全县总面积1825km2,辖13个乡镇和1个开发区、111个行政村、7个居委会,总人口15.2万,家庭户数4.2万户。全县耕地面积13287.01hm2,其中基本农田11252.01hm2,园地面积2035hm2,属亚热带季风气候,是以种植业为主的农业县。

1.1 化肥农药的过量和不合理使用 化肥、农药的施用量偏高,利用率低,流失渗漏严重。2015年全县化肥使用量15978t,施用量高达1203kg/hm2,是发达国家225kg/hm2(安全上限)的5.3倍,肥料利用率仅30%左右,其余的大部分通过径流、淋溶、反硝化、吸附和侵蚀等进入环境,造成水体污染,水资源富营养化日趋严重。全县农药使用量364t,施用量高达27.4kg/hm2,利用率不到30%,以喷雾的方式喷洒在农作物上的,只有10%左右附着在作物上,而绝大部分喷在空中或落入土中、水中。大部分农药渗漏到土壤、流失到水体中,造成土壤理化性状发生改变和土壤污染,降低了农作物的产量和质量,给人体健康带来安全隐患。

1.2 农膜残留和农作物秸秆污染 近年来,塑料地膜的使用量不断增加,农膜污染已成为农田污染的主要来源之一。我县农膜年使用量711t,经调查残留量为248t,残膜率达35%,有约1/3的农膜残留在土壤中。农膜属高分子有机化学聚合物,在土壤中不易降解而且降解之后产生有害物质,逐年积累,农田生态环境污染状况日趋严重,农膜中所含的联苯酚、邻苯二甲酸酯等微量环境荷尔蒙物质还会对农产品带来污染,农作物减产20%~30%,并危害人类的健康,这对农业可持续发展来说也是一个不容忽视的隐患。我县农作物秸秆年产生量在12万t左右,约20%~30%采用了焚烧的方式,会产生悬浮颗粒物污染、氮氧化物、二氧化碳、甲醛等污染,污染大气和水体,恶化农村的生态环境。

1.3 畜禽养殖造成的污染 2016年全县饲养牲猪15万头,养殖规模50头以上有177户,日排放粪便200t,牛7300头,日排放粪便131t,禽类养殖规模500羽以上186户,养殖61万羽,日排放粪便79t,全县每天共排放畜禽粪便410t,还有养殖场每天要排放冲洗圈舍的废水约400t,加上畜禽粪便每日的污染排放量在810t左右。目前我县农民的公众环境保护意识薄弱,畜禽粪便无害化处理不到30%,化肥、农药使用的零增长及科学施用方法正在推广实施,减少农膜残留和农作物秸秆的综合利用刚刚起步,农业面源污染治理产生的眼前利益和经济效益的滞后性使相关技术性措施难以落实,给农业面源污染治理带来了难度。

2 针对农业面源污染治理采取的主要措施

2.1 推进主要农作物化肥使用量零增长的实施 推广测土配方施肥2.13万hm2,把测土配方施肥技术覆盖率提高到95%以上;推广缓释肥料和无公害肥料,进一步提高肥料的利用率,种植绿肥0.27万hm2,增施有机肥,促进土壤有机质提升;推广秸秆还田0.6万hm2。

2.2 推进“农作物农药使用量零增长方案”的实施 指导农民科学选用高效、低毒、低残留农药,推广生物农药,严禁高毒和高残留农药的使用,推广病、虫、草、鼠综合防治技术,建立病虫害绿色防控技术示范区,进一步充实、完善生态调控、物理诱避、生物防治等绿色防控技术体系,组建病虫草鼠专业化统防统治服务队7个,统防统治面积达0.53万hm2,切实降低了农药对生态环境的影响。加强农业“三品”基地建设,全县有机、绿色及无公害农产品种植面积占主要农作物种植总面积的65.1%。已有14个企业的23个农产品获得无公害农产品认证,8个企业的9个农产品获得绿色食品认证。加强对认证“三品”基地的日常指导和检查,重点对基地生产记录台账、农业投入品使用、索票索证落实情况等方面进行检查,有效规范农药、化肥等农业投入品的安全使用。

2.3 降低农膜残留和农作物秸秆污染 烟草站对烟农使用过的农膜进行定量有偿回收,使耕地内农膜残留量减少到25%以内,努力降低农膜的污染;农作物秸秆通过直接粉碎还田、过腹还田、堆沤积肥和养殖业饲料、沼气原料、食用菌基料等多措并举的综合利用方式,力争把农作物秸秆的综合利用率提高到92%以上。

2.4 大力推广节水农业 加快农业生产的节水改造,在台湾农民创业园区、农业合作社、家庭农场、农业项目基地和农业产业示范片推行管道灌溉、喷灌、微灌等先进的节水灌溉技术。

2.5 推广生态养殖模式 积极推广“猪-沼-果(草、茶、林)”、“漏缝地板-免冲洗-减排放”及“生化池处理达标排放”等环保养殖模式,进行粪污资源化利用,实现农牧结合,促使畜禽养殖生态良性循环。全县关闭、拆除猪场131家,拆除猪舍面积5.4万m2,拨付猪舍拆除补助资金805万元,禁养区生猪养殖场已全面关闭拆除,例入升级改造的46家生猪养殖场已全面动工改造。

3 主要存在问题

r业面源污染涉及面广,治理难度大,群众环境生态意识淡薄,看不到农业面源污染造成的生态危害和灾难,没有主动参与污染治理。主要表现在:一是化肥农药的过量和不合理使用;二是畜禽养殖场粪便、污水未达标排放;三是农膜残留和农作物秸秆的污染;四是部分农村生活垃圾还是随意堆放,未集中统一处理;五是政府对农业面源污染的处罚力度不够。

4 农业面源污染治理的对策措施

为着强化农业面源污染的治理力度,笔者认为要加强以下措施:

4.1 强化组织领导 政府要建立健全组织领导机构,层层签订目标责任书,形成一抓到底的污染治理工作格局,全面落实治理农业面源污染的各项措施。

4.2 加大宣传引导及资金投入的力度 注重宣传引导工作,通过报纸、广播电视台、标语、宣专栏、宣传车、短信、微信、举办培训班、发放宣传资料等方式,进一步提高广大群众对面源污染危害的认识,形成全社会共同参与防治面源污染的氛围。农业面源污染治理是全社会的公益事业,各级政府要增加农业环境保护经费的投入,确保农业环境保护工作顺利开展,取得实效。

4.3 严格治理畜禽养殖场粪便、污水 全县所有畜禽养殖场进行排放标准化建设,粪便、污水要经无害化处理后再排放。

土壤微塑料污染现状范文3

【关键词】生物包装材料;可降解;污染;环保

塑料制品具有不透气、不透水、耐酸碱、质量轻等特点和较高的强度、耐用度以及价格低廉等优点,从而成为包装业使用最为广泛的一种材料[1]。除生产企业外,零售商、农贸市场乃至街头巷尾的快餐摊点莫不以塑料袋、发泡塑料盒作为主要包装物。这些制品约有一半废弃在环境中,一般需要200年才能降解。另一类大量使用的包装材料是纸塑制品,这些纸塑制品使用后也大部分丢弃于环境中,即使在微生物的作用下,也需要80年才能够降解。这种难降解的塑料制品被丢弃于环境中所造成的严重后果是资源的巨大浪费和环境污染。

针对这一现状,科学家们提出了“环境包装”的概念,这种材料既要追求良好的使用性能,又要深刻认识到自然资源的有限性和尽可能降低废弃物排放量,并在材料的提取、制备、使用直到废弃与再生的整个过程中都尽可能地减少对环境的影响,是一种充分考虑到环境、生态和资源等因素的材料。这种材料具有节约资源、减少污染、对生态影响小、可再利用、可降解的特点[2]。

近年来,世界各国相继开发出一些降解塑料、生物材料,对各国包装材料行业的发展起到了很大的推动作用。而降解塑料(主要是在塑料中加入淀粉、纤维素、光敏剂、生物降解剂等添加剂)存在消耗大量粮食、不能消除视觉污染等缺点,而且塑料微料的存在使其在土壤中降解速度较慢,不能及时回收利用[3]。因此,降解塑料的应用前景具有局限性,最有开发潜力的是生物包装材料。

1、生物包装材料的分类

淀粉作为天然高分子物质,来源丰富,价格便宜。在微生物作用下分解为葡萄糖,最后代谢为水和二氧化碳,是一种取之不尽的可再生资源[4]。

天然植物纤维同样也是符合可持发展要求的可再生资源,它是地球上最丰富的碳水化合物。在自然界中可被微生物分解酶降解,作为植物或微生物营养源而被摄取[5]。

甲壳质是甲壳素和壳聚糖的统称[6],大量存在于低等动物特别是节肢动物(如蟹、虾、昆虫等)的甲壳中,甲壳质纤维是自然惟一带正电荷的阳离子天然纤维。每年全球生物合成的甲壳素高达数百亿吨,产量仅次于天然纤维素,是地球上第二大生物高分子资源[7-8]。

2、生物包装材料的应用

近年来,人们以天然生物材料制作包装原材料,或从天然生物材料中提取制作包装材料的原料,研制新的生物包装材料,这些生物包装材料一经问世,便显示出其强大的生命力。

2.1淀粉基生物包装材料

近年来,改性淀粉的生物降解或可溶性的降解塑料,已成为淀粉基材料研究开发的热点。淀粉基材料可用作油炸快餐食品的包装、一次性食品用袋和纸包装的外层膜等。

淀粉基聚乙烯醇是淀粉基包装材料的典型代表。它在制膜前对淀粉进行处理,也就是在挤压机中进行“无序和塑化”或进行化学改性,加入一定量的增塑剂淀粉,再与聚乙烯醇或聚乙酸内酯共混可得到透明的膜。膜中的淀粉部分会生物降解,剩余部分在堆积过程中降解。淀粉-聚乙烯醇膜有中等阻气性能,机械性能比合成多聚物的膜差一些,可在食品一次性用袋方面代替低密度聚乙烯包装。实验表明,淀粉基材料对微生物的生长没有促进作用,并且包装外的细菌不会透过而进入包装内,说明淀粉基材料具有长期包装的潜力。

玉米是一种美味又有营养的淀粉食物,还被广泛用于制造甜味剂和动物饲料。随着技术的进步,将玉米中的糖分提炼出来,经过发酵、蒸馏、萃取,得到制造塑料和纤维的基础材料,基础材料再被加工成直径只有4.57mm的聚交酯(PLA)细微颗料。最后,这些小颗料被制成包装袋、泡沫塑料或餐具。

2.2纤维素合成材料的应用

纤维素是多羟基葡萄糖聚合物,经过特定的物理和化学改性后具有不同的功能特点,可以粉状、片状、膜状、纤维以及溶液等不同形式出现,它同时具有价廉、可降解和不污染环境等优点。因此,用纤维素开发的功能材料极具灵活性并有广泛的应用。

用纤维素合成的各种生物降解材料,由于其大分子链上有许多羟基,具有较强的反应性能和相互作用性能,因此,这类材料加工工艺比较简单,成本低,加工过程无污染;能够被微生物王全降解;纤维素材料本身无毒,可得到广泛应用。由于纤维素分子间有强氢键,取向度、结晶度高,不溶于一般溶剂,因此不能直接用来制作生物降解材料,必须对其改性。纤维素改性的方法主要有酰化、醚化以及氧化成醛、酮、酸等。

用稻草加工成的稻草板,具有节能、保温、隔热、隔音等功能,透气性好,冲击强度高,且防水和抗震性明显高于传统材料制品;另外,稻草板用作包装材料,其单位质量是同体积纸板材料的1/10,具有明显的优势。

除了稻草外,国内还利用其它草浆为主要原料,开发出一次性餐具专用纸板。采用化学助剂优化应用技术提高草浆质量,保证草浆接近制造餐具纸板的各项物理性能,表面又进行了适合于食品包装的加工处理,使成品具有抗热水、不渗漏、不分层、抗油及热封等功能。

2.3蛋白质膜材料

用植物蛋白质制得的膜尽管不是完全疏水的,但有较好的阻湿性能和阻氧性能,并可挤压成型;其阻氧性受环境湿度影响较大,可在成膜时与脂质复合,提高阻氧稳定性,以应用与提高含油量食品的储藏。

小麦面筋蛋白膜已用来涂布油炸花生和炸鸡,这种膜有合适的阻氧性能,但对二氧化碳却有充分的通透性,适合于需要呼吸作用的新鲜产品,并且对芳香物质透过率是低密度聚乙烯膜的1/10,有利于保存食品风味。

动物来源的蛋白质用于制膜主要用胶原蛋白、乳清蛋白和酪蛋白。胶原蛋白膜是应用较多的可食性蛋白膜,低湿度下阻氧性好,以作为香肠的肠衣广泛使用;乳清蛋白膜可减少氧气的透过,与乙酚单甘油酯复合涂布与冷冻大马哈鱼与焙烤花生上可明显降低其氧化速度,也可将少早餐食品中的水分迁移;酪蛋白与脂肪的复合膜可应用与新鲜蔬菜、干果、冻雨的保藏,能够减少水分迁移和油脂氧化。

2.4甲壳素及壳聚糖复合材料

用甲壳素加工制备的包装材料,有良好的透气性能,吸水保湿性也好。该材料还具有较好的化学稳定性、耐光性、耐药品性、耐油脂性、耐有机溶液性、耐寒性等,其稳定性优于纸张。由于甲壳素来源于生物体结构物质,与人体细胞有很强的亲和性和生物相溶性,可被体内的酶分解而吸收,对人体无毒性和副作用,能有效地保护人体免受自然界的微辐射、重金属离子等对皮肤的侵害,可用于制造纺织品。

通过对甲壳素和壳聚糖进行化学修饰与改性,来制备性能独特的衍生物,已经成为当今世界应用开发的一个重要方面。目前,国际上应用甲壳质及其衍生物制备的海洋生物材料高科技产品不断推出,应用产品已达五百种以上。美国、日本、意大利、挪威、印度和韩国等国相继建立甲壳素壳聚糖生产厂,其中日本和美国是主要生产国家,同时又是主要的消费国。

2.5其它生物包装材料

英国科学家从制作生物聚合物的细菌中,提取了3种能产生塑料的基因,再转移到油菜的植株中,经过一段时期便产生一种聚合物液,再经提炼加工后,便可得到一种油菜塑料。用这种塑料加工制成包装材料或小儿尿布,弃后能自行化解,无污染残物。目前因为从微生物中提取多聚物成本很高而不能广泛使用,如果能通过扩大生产规模、改变工艺来降低成本,这将是一种很具潜力的多聚物。

巴西开发出一种新的环保物质“生物泡沫塑料”,可取代现有泡沫塑料。新物质的70%是由粟米、大豆和蓖麻的油制品提炼而成,而石油成分仅占30%。生物泡沫塑料可用作轻型包装材料,不到两年内化解在大自然中。

在我国,新型生物包装材料的研制也取得了一定的成果。如湖北武汉富拓环保包装材料公司和武汉金丰环保塑料公司,已经掌握了将变质粮食加工成防震减压包装材料的技术,不仅为我国变质粮找到了出路,也成功地探寻了包装材料替代之路。此外,他们还能够将甘蔗渣、麦草和废报纸等加工成金黄色、橘黄色、浅灰色等各种各样的防震减压包装材料。经检验表明,这种材料的性能不比发泡塑料逊色,目前只需在减轻重量方而做进一步研究。

土壤微塑料污染现状范文4

关键词:农村;环境污染;问题分析;对策研究

Abstract: the ecological protection is guided by the ecological science, and human ecological rules consciously taken certain countermeasures and measures on the ecological environment protection activities. Along with the rapid economic development of rural pollution problem more and more prominent. Rural environmental problems it is necessary, presses for solution of major issues. This paper briefly analyzes the problems of the rural environment and existing problems, and puts forward five countermeasures, refers to the provide some theoretical basis for rural environmental protection work.

Key words: the countryside; Environment pollution; Problem analysis; Countermeasure research

中图分类号:X508文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

引言

环境污染是人类活动排入环境中的物质或能量给环境所带来的大气污染、水污染、噪声污染、热污染等不良影响和作用。而农村环境保护,既涉及环境污染防治又存在着生态环境破坏与恢复保护两方面的问题。在我国农村多数地方存在着点源污染与面源污染共存,生活污染和工业污染叠加,各种新旧污染相互交织,工业及城市污染向农村转移,开发占地与生态破坏因素,危害群众健康,制约经济发展,影响社会稳定,已成为我国农村经济社会可持续发展的制约因素。

一、农村环境污染的现状

在农村经济高速发展形势下,一些地方生态环境污染也在不断增加,直接影响农产品质量,也影响到了社会主义新农村建设的可持续发展。综合分析,我国农村污染的现状是点源污染与面源污染共存、生活污染与工业污染叠加、各种新旧污染与二次相互污染交织,工业及城市污染向农村转移等较为严峻的形势。农村污染种类繁多,产生量大,分布面广,治理难度较大。它是一项系统工程,其中包括农村垃圾、人畜粪便、作物秸秆等固体废弃物及生活污水、生产废水的处理,化肥的减量合理使用,农药和有机物的控制,水土流失的治理等等方面。

农村环境保护工作是我国环境保护管理的难点所在,在城市环境得到逐步改善的同时,农村环境污染问题越来越突出。尤其是在城镇化和工业化进程较快的地区,农村环境污染已经阻碍了农村的社会发展和人民生活条件的改善,已引起广泛关注。

二、农村环境污染的危害

1、影响水环境质量

由于农田中氮磷流失、畜禽养殖粪便及生活污水无序排放以及水产养殖加工的污染,成为水域氮磷污染的主要来源;加上不少工业污水直接排入河沟,更使水质污染加重。目前,农村尚有不少村民直接以井水、地表水为生活饮用水源,人体健康受到潜在威胁。

2、影响耕地质量

由于大棚农业的普及,地膜污染在加剧。地膜使用后嵌入土中,使泥土失去活性。过量使用化肥造成的污染同样惊人。化学肥料施于土壤中,被作物吸收的只是其中的极小部分,大部分在雨水的作用下或者渗透到地下,污染地下水,或者随地表径流进入河流、稻田、池塘。地下水是人们生活饮用水的主要来源,化学肥料将导致水中的硝酸盐、亚硝酸盐过多。硝酸盐进入人体后,还会在口腔及肠道中迅速转化成亚硝酸盐,并形成亚硝酸基化合物,引起食道癌、胃癌等消化系统的癌症。化肥和农药已经使我国东部地区的水环境污染从常规的点源污染物转向面源与点源结合的复合污染。

3、破坏空气质量

随意焚烧工业垃圾、生活垃圾,或者露天堆放农村生活垃圾,蚊蝇丛生,臭气熏天,容易传播疾病,破坏农村居民的生活环境。须知现在很多的病症与环境存在着太大的联系。

总的来说,农村的生活垃圾由过去易自然腐烂的菜叶瓜皮发展到塑料袋、快餐盒、废电池与腐败植物的混合体,其中许多东西无人回收,不可降解。农民自身缺乏良好的卫生习惯,生活垃圾乱倒乱放,大部分农村既没有垃圾存放点,也缺少处理场所,严重污染了水源和土地。由于现在农村的环保配套设施跟不上,电池,电器随意丢弃,造成电器污染。随着环境保护工作的压力增大,不少城市将污染型企业转移到郊区或农村,某些地方政府基于发展经济的考虑而不惜引进污染转嫁型企业,这些因素都造成农村环境质量下降,环境保护的压力也越来越大。

三、农村环境污染面临的主要问题

1、土壤污染

我国人多地少,化肥、农药的大量施用成为提高土地产出水平的重要途径。按耕地面积计算,化肥使用量达40吨/平方公里,远远超过发达国家单位面积施用量。农业生产技术的落后,导致化肥利用率低、流失率高,造成了土壤污染和空气污染。农业地膜的使用后碎片掩埋在土壤中加剧土壤污染,由于没有完整的配套地膜收集管理系统,大量地膜短时间内难以降解。

2、农村生活垃圾、污水和畜禽粪便污染

农村生活垃圾不能得到有效处理,生活垃圾在沟渠、村头路边,随意乱倒堆积,成为新的污染源;我国乡镇生活废水超过2500万吨,农村生活污水基本全部直排,收水管网基础设施和污水处理设施建设严重匮乏,农村灌溉水形成的径流,化肥、农药使用后形成的面源污染问题突出;随着农业产业结构的调整,农村养殖专业户越来越多,规模逐渐扩大,但是,大多数养殖专业户对畜禽场排放废弃物的处理和贮运能力不足,畜禽产生的固体粪便随意露天堆放,不能进行及时有效的无害化处理,不仅带来地表水的有机污染、富营养化污染、大气的恶臭污染、甚至地下水污染,畜禽粪便中所含病原体也对人群健康造成了极大威胁,导致农民生产和生活环境污染加剧。

3、大气污染

农业废气污染源来自农用燃料燃烧的废气、某些有机氯农药对大气的污染,施用的氮肥分解产生的NOx等。民用炉灶及取暖炉燃煤排放污染物(烟尘和有害气体),秸秆及垃圾焚烧废气,垃圾在堆放过程中由于厌氧分解,排放二次污染物。

4、乡镇企业工业污染

乡镇企业的发展是改革开放以来经济增长的主要推动力,在经济发达地区表现得尤为明显。技术含量低的小规模、小作坊的乡镇企业,以牺牲环境为代价,造成污染,导致生态环境的破坏。目前,我国乡镇企业废水COD和固体废物等主要污染物排放量已占工业污染物排放总量的50%以上,而且乡镇企业布局不合理,污染物处理率也明显低于工业污染物平均处理率。

5、农民的环保意识较差,重视程度不够。

环保意识问题是导致污染产生的根本原因。一是农民的环境意识不强,温饱即足,只顾眼前利益,没有长远打算,片面追求经济效益,在处理环境与经济关系时,片面强调眼前和局部利益,没有将科学发展观真正落实到具体工作中,对环境污染和破坏的危害性认识不足。二是相当部分企业环保意识淡薄,在利益驱动下,在防治污染上消极对待,有的甚至闲置污染处理设施搞偷排。三是农村环保宣传教育力度不够,群众的环境保护意识总体不强,许多群众往往会对涉及自身利益的环境违法行为进行举报或投诉,而对自身破坏或影响环境的行为缺乏自我约束。

四、农村环境污染整治对策研究

加快探索和开发农村环境污染治理技术和模式。例如集约化畜禽养殖场污染有效治理措施、沼气池与生态果园建立、垃圾无害化及污水生态处理等。农村污染面广分散,多个方面开展治理技术推广与应用工作。

1、重视农村土壤污染防治

做好土壤污染修复试点工作,严格控制主要粮食产地和蔬菜基地的污水灌溉。搬迁企业必须做好废弃厂区土壤修复工作,对持久性有机污染物和重金属污染超标耕地实行修复治理。大力推广生态农业,加大对有机食品、绿色食品和无公害食品生产基地的建设和环境监管力度。加强灌溉水源、农药和化肥使用的监督管理。积极发展有机食品,建设有机食品生产基地,加大生产基地土壤、水、大气环境质量监测。

2、农村生活垃圾、污水和畜禽粪便污染无公害处置

推进农村产业结构和生产方式的调整,完善农村污水、垃圾处理等环境基础设施,认真做好应用水源地保护、畜禽养殖、农业面源污染防治,加快推进农村生活污水、垃圾、畜禽养殖污染无害化处理技术,实行秸秆综合利用技术,发展使用清洁能源,建立健全农村环境保护长效机制。

(1)加强农村生活垃圾无害化处置

逐步在小城镇和较大村庄建立垃圾集中收集点站,对生活垃圾实行定点存放、统一收集、定时清运,开展资源化利用或集中处理。充分依托现有城镇垃圾处理设施,逐步推广村收集、镇(区)中转、市(县)处理的垃圾处理模式。

(2)加强农村生活污水处理

在人口分散的农村地区,可采用沼气池净化、构建人工湿地等方法进行分散处理;在人口相对集中的乡镇,要根据生活污水排放的水质与水量,采用强化一级处理或通过沼气池净化处理,也可将生活污水并入附近的城市污水处理系统。开展行政村污水处理设施试点及示范建设。

(3)推广清洁能源污染净化新技术

大力发展农村沼气,综合利用作物秸秆,推广“四位(沼气池、畜禽舍、厕所、日光温室)一体”等能源生态模式。结合“一池三改”农村沼气能源建设工程,资源化利用人畜粪便,这种养殖—沼气工程—种植业所构成的食物生态链,实现了养殖场系统内物质和能量的循环利用,最终达到系统内粪污的“零排放”,具有良好的经济、生态和环境效。在秸秆资源较丰富的农村聚居区,推行秸秆机械化还田、秸秆气化集中供热或发电工程,积极扶持秸秆收购企业和综合利用产业发展。具体如推广农村省柴节煤,创建以沼气为纽带的能源生态工程模式,重视对生物质能源开发利用,以及大力推广太阳能热利用技术、风能、地热能、微水能等新能源。

(4)加大畜禽养殖污染防治

结合实际科学划定禁养区、限养区和养殖区,依法关闭、搬迁禁养区内的畜禽养殖场。对于新建、改建、扩建的规模化畜禽养殖企业必须严格执行环境影响评价和“三同时”制度,对现有超标排放污染物的,进行限期治理。鼓励建设生态养殖场和养殖小区,通过发展沼气、生产有机肥等措施,实现养殖废弃物的减量化、资源化和无害化。

3、做好乡镇规划防治点源和面源污染

村镇产业发展必须符合村镇环境保护规划,新建项目严格落实环境影响评价、“三同时”制度,确保稳定排污达标,引导和鼓励村镇工业企业实行清洁生产、发展循环经济、合理开发和利用自然资源、采用先进工艺技术,规范矿产资源开采行为,建立生态恢复责任制,对已造成生态破坏的矿区逐步采取生态修复措施,实施各类工业园区、农业园区的生态保护与建设,进一步强化各类园区的环境保护措施;工业园区建设要推进同类企业、行业的集中,形成区域布局合理的产业发展集群;农业园区建设要以集约化、规模化、循环化为原则,从区域农业产业特色出发,基本控制农业面源污染。

4、加大农村自然生态保护

以保护和恢复生态系统功能为重点,营造人与自然和谐的农村生态环境。坚持生态保护与治理并重。加强对矿产、水利、旅游等资源开发活动的监管,遏制人为生态破坏。重视自然恢复,保护天然植被。加快水土保持生态建设,严控土地退化和沙化。采取有效措施,加强外来有害物种、转基因生物和病原微生物的环境安全管理,严格控制外来物种在农村的引进与推广,保护农村地区生物多样性。

5、加大环境保护宣传力度

造成农村环境污染最根本的原因还是人的重视不够,必须动员全社会力量共同参与农村环保工作。加大农村环保宣传,提高农民环保意识、转变传统观念、改变落后的生产和生活方式,利用广播、电视、报刊、网络、宣传册等载体,采用多种形式开展环保知识和环境法律知识的普及教育,构建和谐社会主义新农村。开展多层次、多形式的农村环境保护知识宣传教育,树立生态文明理念,提高农民的环境意识,调动农民参与农村环境保护的积极性和主动性,推广健康文明的生产、生活和消费方式。帮助农民走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路,实现经济发展和环境保护的协调统一。

参考文献

[1]俱国鹏,房妮.我国农村环境污染问题的现状及防治对策.科技信息,2008(26)

土壤微塑料污染现状范文5

关键词:农业机械化 节能减排 生产 作业

1 概述

节能减排是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措,是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。以节能、节肥、节药、节水、节种以及减少排放等为重点的农业机械化节能减排是推进农业农村节能减排的重要载体和手段,做好农业机械化节能减排工作,对于建设资源节约型、环境友好型农业和农村具有十分重要的意义。农业机械化作业主要依靠石油、电力等来提供动力。发展农业机械化,不可避免地伴随着能源的消耗和对环境的影响,同时传统的不可持续的农业生产方式(如翻耕)也会造成土地的退化。因此,如何以最低的资源和环境代价确保农业机械化的有效作业,已成为农业机械化发展过程中所面临的重大课题。农业机械化生产作业领域的节能减排技术,是农业机械化节能减排技术体系中的重要组成部分。农业机械化生产过程是农业机械化工作中能源消耗的主要部分,同时也是农业机械化节能减排空间最大的部分。文章利用对耕作、种植、田管、收获、初加工等各作业环节运用节能减排技术的研究,提出当前各作业环节节能减排效果较好的作业技术,强化各环节以节能减排为目标的配合和集成,更好地实现节能减排目标。

2 农业机械化生产作业领域节能减排技术

2.1 保护性耕作技术 传统农业有机废弃物秸秆野外焚烧造成大气污染,CO2气体排放量增加,造成生态环境影响,保护性耕作技术可以解决作物残茬覆盖和焚烧矛盾的问题。通过采用免耕和秸秆覆盖的机械化复式作业方法,在减少生产成本的同时降低燃油消耗。通过改良土壤物理和化学结构,发挥土壤自我疏松、秸秆腐解功能,提高土壤有机质含量,有效减少温室气体排放。实践表明,保护性耕作比传统耕作减少农业机械动力15%~20%,降低油耗20%~35%。

2.2 机械化精量播种技术 精量播种是指使用机械将确定数量的作物种子按栽培农艺要求的位置(行距、株距、深度)播入土壤,并随即适当镇压的机械化种植技术。机械化精量播种在保证作物出苗情况下最大限度的减少种子用量及种子运输和贮存量。同时,提高化肥利用率,省去田间间苗等作业环节,改善作物生长环境,最大限度的增加土地产出率,有效提高单位农业生产面积的能量效率,减少能量消耗,实现稳产增产。目前,较为成熟并已经得到推广的机械化精量播种技术主要为气吸式精量播种技术。据调查,采用精量播种机所需种量是人工播种的1/3,是普通播种机的1/2。采用该技术能达到苗全、苗齐、苗壮;省种、省工、提高化肥利用率、节本增效的作用。以玉米精量播种机为例,精播用种量22.5kg/hm2左右,较传统播种节省种子22.5~30kg/hm2,省工45~75个/hm2,降低成本300元/hm2左右,同时增产粮食1500kg/hm2。应用免耕精量播种的同时,采取一次性侧深施肥,实现药剂灭草免中耕,可以减少耕作次数、防风固沙、降低燃用消耗、实现秸秆还田、培肥地力、增加土壤有机质,有效抑制沙尘暴的发生,促进农业可持续发展,改善生态环境。

2.3 机械化高效施药技术 机械化高效施药是提高农药利用率,减少无效雾滴数量,提高雾滴附着率,减少雾滴漂移,提高农药雾滴覆盖均匀度,明显减少农产品上的农药残留量,确保农副产品的食品安全,减少农药污染的有效措施。目前较为成熟并已经得到推广的技术主要包括风送低量喷雾技术、气液两相流喷雾技术、风幕防飘技术、可控雾滴离心雾化施药技术等。通过各项技术综合应用,农药的有效利用率比传统的施药方法提高20%~30%。

2.4 机械化节水灌溉技术 节水灌溉是根据作物需求和当地供水条件,充分和有效利用水资源,提高灌溉水的利用效率。目前主要节水灌溉技术有:①机械化节水型低压管道输水技术。浆砌块石防渗可减少渗漏损失60%~70%,混凝土衬砌可减少渗漏损失80%~90%,塑料薄膜防渗可减少渗漏损失90%以上。②机械化微灌节水技术。微灌主要有喷灌、微喷灌、小管出流灌、滴灌、渗灌、膜下滴灌等。微灌具有省水增产等优点,膜下滴灌比常规地面灌溉平均增产10%以上。③机械化节水型地面灌溉技术。包括平地漫灌、沟灌、地膜覆盖灌水技术、行走式节水灌溉技术等,是最主要的灌溉方式。地面灌溉历史悠久,操作简单,运行费用低。当前全世界地面灌溉面积占灌溉总面积的90%左右,我国占95%以上。膜上灌溉节水率一般可达20%~40%,增产15%左右。④雨水集蓄灌溉技术。双垄沟全铺膜集雨技术;修筑梯田,拦蓄雨水,发展雨养农业;结合小流域综合治理,发展农林业灌溉等。

2.5 秸秆机械化粉碎还田技术 秸秆还田技术是秸秆利用的重要途径,可以有效的把秸秆中氮、磷、钾、钙、镁等有机物转化为作物生长所需要的肥料。秸秆通过转化可以释放养分,同时经过腐殖化后使一些有机化合物缩合脱水形成腐殖质,可改善土壤理化性状和团粒结构,改善持水、吸水、黏结性状,从而提高土壤自身调节水、肥、气、热的能力,减少施肥量和降低农业生产过程中施肥所消耗的燃油。秸秆还田主要的方式有:机械粉碎翻压还田、覆盖还田和高留茬还田。华北除高寒山区,绝大部分地区可采用秸秆直接粉碎翻压还田。这种方式更适宜水热条件好,土地平坦,机械化程度高的地区采用。西南地区和长江中游地区的研究表明,水田宜于翻压,旱作地宜于覆盖。据有关资料显示,每亩耕地施用粉碎秸秆250~500kg,可增加有机质38~75kg,氮素0.75~3.0kg,折合标准肥料(硫酸铵)4~71kg;土壤有机质和土壤孔隙度分别增加0.025%~0.150%和2%~6%;土壤容量可降低0.057%~0.167%;下茬可增产10%左右,同时还可以补充作物生长的其他营养元素。

2.6 秸秆综合利用技术 秸秆综合利用技术是通过对秸秆进行一定方式的处理,使之变成肥料、饲料、燃料、建材等有用资源的综合配套技术。我国秸秆综合利用技术主要有以下5大方面:①秸秆还田技术。②饲料技术,包括秸秆成型固化技术。③燃料技术,包括户用秸秆气化炉、秸秆沼气、秸秆气化发电等技术。④工业原料技术,包括用于造纸原料、秸秆建材、酒精、草编等。⑤食用菌基料技术。

秸秆过腹还田可以节约饲料用量,有效提高饲料的利用率,促进畜禽生长,使生态系统的食物链加长,物资转化效率更高。秸秆制沼技术,厌氧发酵能杀死寄生虫卵,减少蚊蛹孳生,改善农村环境卫生状况。秸秆发酵残余物沼液沼渣中不仅含有丰富的氮、磷、钾等元素,还含有许多生物活性物质和某些抗菌素,肥效十分明显,增强土壤肥力,改善土壤性质。减少秸秆燃烧,还具有减少CO2、SO2等气体的排放,减少森林破坏等直接、间接的生态环境效益。

2.7 农业废弃物处理技术 农业废弃物的资源化利用是控制污染、改善环境和实现可持续发展的重要途径。农业废弃物处理技术有农用地膜机械化回收、畜禽粪便处理、农村污水处理等技术:①农村垃圾处理,在垃圾分类基础上,根据有机、无机、可回收、有毒垃圾等特性,有针对性的采用填埋、发酵、回收等方式。配套发展垃圾分类收集设施和运输设备,并重点推广捡拾残膜的多功能复式作业机。②畜禽粪便处理,根据分散养殖、小型养殖和大规模养殖分别采用户用沼气、湿式沼气工程、干式厌氧发酵技术与装备和集成化有机肥生产线。③农村污水处理,应结合自然条件,选择土地处理技术和厌氧好氧消化技术,重点研发小型生活污水处理一体化装置。

农业废弃物的资源化利用,主要是生物质的能源化、肥料化、材料化等方面的利用,可实现对不可再生的能源、资源的替代;可实现CO2“零排放”,从而降低能耗,减少污染,具有显著的节能减排效果。

3 结束语

农业机械化节能减排在我国农业节能减排战略中占有重要地位。在提高农业机械化水平的同时,必须要尽可能降低二氧化碳的排放和燃油、钢材的消耗。在各生产作业领域才采用的节能减排技术有保护性耕作、机械化精量播种、机械化高效施药、机械化节水灌溉、秸秆机械化粉碎还田、秸秆综合利用、农业废弃物处理等技术,对我国建设资源节约型和环境友好型社会具有重要的战略意义。

参考文献:

[1]姚宝刚.现代农业与农业机械化发展[J].农业机械学报,2006(01).

土壤微塑料污染现状范文6

【关键词】微灌;节水技术;推广应用;经济效益

现如今,农业生产对各种要求越来越高,水资源是其必需的首要条件,但由于污染或利用不合理等原因,造成水资源短缺,成为了农业发展的障碍。因此,必须采用节水技术,保证农业生产的正常进行。在此背景下,微灌节水技术应运而生,它可分为很多类型,如微喷灌、涌泉灌、滴灌、脉冲微喷灌等,其中应用最广泛的是滴灌和微喷灌。

一、微灌节水技术现状

如今,人们的环保节约意识有了很大提高,节约水资源的口号已经深入人心,微灌技术最初在少数地区应用,现在经济发达的地区也开始引进这一技术,由于这些地区经济发达,资金充足,技术先进,基础设施好,建立起的微灌技术模范区具有较强的合理性、科学性、实用性,如山东乐陵,采用此技术,既做到了节约水资源,农作物产量也有所增加,社会经济效益十分显著。但相对发达国家而言,我国的微灌技术有待提高,也需要大力推广普及,特别是一些不发达地区。微灌技术需要有足够的资金和先进的技术支持,维护管理费用也较高,对此,经济欠发达区还有一定的难度。另外,此技术自身也有所要求,如在山地丘陵地区不太适应。整体而言,微灌节水技术符合我国当前需要,值得在全国范围内推广。

二、微灌节水技术特点

1.节水

微灌技术采用的是管道输水方式,蒸发、渗漏现象几乎不会发生,对水的利用率较高。有相关资料显示,微灌的水利用率远高于地面灌水,要高达85%以上,而滴灌的水利用率高达95%以上。以乐陵为例,如果开展复垦荒山工作,种一些经济果林,面积约为35hm2。,山坡上灌水条件不利,为保证树木成活,每隔3、5天就需进行灌溉,如此要用去约4000吨水,且成活率也低。若采用滴灌形式,经理论推算,用水量约在800吨左右,比上述方法要大幅度节约,且成活率也高。

2.节能

灌水器正常运行的压力在50-150kPa之间,且其水利用率高,同时也说明了消耗的能量少。

3.省工

微灌采取的是管道供水,操作简单方便,能够实现自动控制,工作效率较高,可节省大量劳力。而且,微灌属于是局部灌溉,由于地表干燥、杂草生长也少,从而缩减了除草的劳力和的费用。另外,药剂肥料等可随着水流经灌溉系统和灌水器,直接流到作物根部,无需人工施肥。

4.灌水均匀

微灌技术的运行速度缓慢,雾滴比较均匀,很大程度上减轻了对土壤结构的破坏。其中,滴灌技术采用的是滴渗浸润的供水方式,对土壤结构的破坏度几乎为零,且能够保证土壤处于疏松的状态,表土形不成板结,从而减少地表的蒸发量。微灌技术对灌水器的出水量能够进行有效的控制,且灌水均匀度较高,可达80%以上。按照提前设计好的定额,将水量均匀输送给每棵植物。其灌水速度快慢皆可,粘性土壤的入渗率相对较低,为避免地面径流的情形出现,可减缓灌水速度;沙质土的入渗率相对较高,可相应的提高灌水速度,保护植物能保持适宜的土壤水分,避免向深层渗漏。

5.作物产量有所提升

微灌技术根据农作物具体时期的具体需求给其供水,保证其具有充足的水分,是一项科学合理的灌溉技术,能促进农作物更好地生长。另外,微灌技术还能定期提供养分,对作物之间的温度湿度进行合理地调节,破坏土壤结构的可能性小,板结现象不会出现。相关资料显示,采取微灌技术,农作物增产效果效著,可增产30%左右。

三、建设要求

采取微灌技术,需考虑到可能在实际使用中出现的问题,根据具体情况安装管道,以下几点需注意:

1.做好工程设计安装工作

微灌节水工程的规模较大,为提高工程质量,管理人员需认真对待管网设计和安装工作。设计人员在设计过程中,应遵循水利工程的基本建设要求,对当地的土壤、水质、作物以及管理水平做全面的考虑,科学合理地进行规划设计。工程的中心是输配水管网,在建设输配水管网时,关键在于水头的设计,水头决定着管材的压力等级,管径一定时,压力等级和输配水管网的投资呈正相关,和0.4MPa的管材相比,0.3MPa的管材至少可节省干管投资25%。此外,还需注意整个系统的完整性,压力表、施肥装置、滤装置以及调压控制装置等都不可缺,经济条件较好的地区还可安装自动控制设备。在工程开始之前,应对所有设备进行严格的质量检验,尽量选用质量好的产品。施工过程中,应派专业技术人员做现场指导,安装公司也要有足够的经验,以确保工程质量不会降低。

2.制定合理的微灌制度

灌区的作物种类千差万别,各自的灌溉需求也不同,因此,对灌水时间、次数,以及灌水的起始点和定额都要有明确的规定,所以,应制定一套合理健全的制度。为满足要求,技术人员需从传统的灌溉技术中吸取经验,对不同作物的自身长势和所需的土壤水分等条件认真考虑,对用水量和灌溉时间有明确把握,为微灌制度的建立提供前提保证;根据土壤养分盐分的转移,对当地的生长环境规律有深刻的了解;对微灌特点、土壤含水量和作物种类三者进行合理的协调,再结合灌区的气候地质等具体情况,得出较为科学的结果,以此为基础,建立起一套操作比较简单的微灌制度,对灌区工作进行指导,以提高其经济效益。为保证制度能被贯彻执行,还需对管线日常管理做出相应的规定。

3.重视微灌过滤和施肥工作

微灌技术对水有较高的要求,为保证水的质量,需在微灌系统中设置净化环节,对进入到网管中的水进行全面净化,以保证灌水器的正常运行。除了过滤净化功能,微灌还具有施肥作用,借助灌水器可将农作物所需的肥料直接输送到作物根部,从而提高肥料利用率,降低了对土壤肥力的破坏率,为农产品的品质提供了安全保证。所以,在设计时,施肥装置是必然考虑的对象,选择适合的植物营养液做好施肥管理工作,尽量满足各种作物的不同需求。

四、微灌技术带来的效益

1.社会效益

首先,优化了农业结构,抵御自然灾害的能力得到了提升,农民的生产积极性得到了充分发挥,农民收入不断上涨。与此同时,有关的设备生产企业也被带动,发展起来,如铝材厂、塑料厂等,有利于下岗职工的再就业。其次,形成了一个比较规范的体系,设计水资源管理、工程维护、效益测评等多个方面,有利于今后的大面积推广。再者,大力普及协作网络的建设,开展多层次、大范围的技术培训,并定期做现场实践指导,培养出一大批人才,有利于微灌节水技术的进一步推广。

2.环境生态效益

节约了大量水资源,对地下水急剧减少的现状有所缓解,对土壤的温湿度进行了合理调节,降低了病虫害的发生率,对环境保护有巨大的推动作用。

五、结束语

微灌技术节约大量水资源,可缓解用水危机,促使农业生产走上现代化道路,提升了农业的生产效率。在实际应用中,应遵守设计要求,制定健全、合理的微灌制度,并通过过滤和施肥工作提高灌溉质量,从而带来更大的经济效益。总而言之,微灌技术前景很是广阔,值得推广。

参考文献:

[1]钱彬源.微灌节水技术推广应用经济效益分析[J].江苏农机化,2009,28(5):231-233